JPS6291423A - 球型を呈したスピネル型フェライト粒子粉末及びその製造法 - Google Patents

球型を呈したスピネル型フェライト粒子粉末及びその製造法

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JPS6291423A
JPS6291423A JP60070471A JP7047185A JPS6291423A JP S6291423 A JPS6291423 A JP S6291423A JP 60070471 A JP60070471 A JP 60070471A JP 7047185 A JP7047185 A JP 7047185A JP S6291423 A JPS6291423 A JP S6291423A
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河端 優
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国重 政雄
Nanao Horiishi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粒子形状がf、F型を〒しており、且つ、カ
サ密度が0.40〜1.15g/cJであるスピネル型
M2゛8Felt、 o4粒子(但し、0<x≦1.、
M”はMn、 Zn、Fes Cu、 Ni、 CO、
 Mg等2価金属の1種又は2種以上を示す)からなる
球型を呈したスピネル型フェライト粒子粉末及びその製
造法に関するものである。
本発明によって製造される球型を呈したスピネル型フェ
ライト粒子粉末の主な用途は、磁気へ。
ド、磁心等の電気機2器用成形磁性体の材料粉末である
また、最近では、スピネル型フェライI−粉末の他の機
能が注目さ力1、コピー用6に月41:現像月及び電磁
波吸収材等用途の多様化が進んでいる。
〔従来技術〕
スピネル型フェライト粒子粉末は、従来から硼近年、電
気機器の小型化、軽量化に伴い、これらに組み込まれる
スピネル型フェライト成形磁性体も小型化の傾向にあり
、スピネル型フェライト成形磁性体の高性能化が益々要
求されるようになっている。
スピネル型フェライト成形Cn性体は、スピネル4(リ
フニライト粒子I5〕末を一定の形状に成形した後焼成
したり、又は、樹脂や油に練り込んだりすることにより
製造されるが、高性能のスピネル型フェライト成形磁性
体を得ようとすれば、磁性体祠料粉末であるスピネル型
フェライト粒子粉末が充填性が高い粒子粉末であること
が必要であり、その為には、ネ′h子形状が出来るだけ
笠JJ的、殊にr、F型であり、粒子相A1間におし」
る凝集t’lが少ない粉末であり、その結果、カリ密度
が大きい粉末であることが要求さ4・する。この事実i
ll、例えば、特公昭49−19076q公fllの1
16j171能のMn−Znフェライ]・コアー (磁
心)庖iするためには、・・。更にこの111末は、各
Tri 7−の形状がアイソ111ピク(isoLro
pic)(等方向)であり)、t1″いに強く結合し合
っていない状態のものである、−とが要求される。1な
る記載から明らかである。充I(イ121が高いfドア
F、!Iを早したスピネル型)工う41粒子+5)末を
得ることが出来れば、粉末を最密充填さ−0ることがで
きる為、成形磁性体の性能向)−44もちろん、成形、
焼成後における成形磁性体の収縮率が小さくなり高精度
の寸法制御が51能である。
従来、スピネル型フlライIi:r了45)末の製造法
として(、↓、酸化鉄とMn、Zn、に11、Ni、C
O、 Mg化合物等のフエライ11:i’l l9粗と
を111i自し、加熱焼成、I′5)砕する製造法、所
謂、幹、弐法と1・02゛塩水溶液乃びMn、 Zn、
 Cu、Ni、、CO、 Mg等の2価金属M2゛塩水
?容ン夜表アル・カリ氷)容l残との反応乙こより得ら
れたFe”とM2−の水酸化物を含む′!!、濁液に空
気等の酸素含有ガスを吹込むことにより製造する方法、
所謂、湿式法とがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
充填性が高いスピネル型フェライ]・粒子粉末は、現在
最も要求されているところであるが、11j述の公知方
法に31、り得られる粒子わ)末はカサ密度が0゜35
 g/cが程l良以下で、未だ、充填性の高い球型を星
した狛”!了とは言い難い。
即ち、乾式法により得られるスピネル型フェライト粒子
粉末は、焼成フェライト塊を強力な粉砕機でわ〕砕する
ことにより得られるものであり、従って、その粒子は、
不定形粒子であり、しかも、粒子相互間で焼結を起こし
たものである。
また、湿式法により得られるスピネル型フェライト粒子
粉末は、一般に、粒状または立方状粒子であり、乾燥粉
末は、粒子相互間における凝集性が強固なものである。
湿式法により球型フェライト粒子粉末を得る為の試みと
して、例えば、特開昭4935900号公報に記載のコ
ハルトフエラ・イ1−粒子粉末の製造法がある。
しかしながら、特開昭49−35900号公を旧こ記載
の方法により得られるコバルトフェライト粒子15〕末
は、後述する比較例2に示jjmす、得られろ粒子の球
型性は不十分であり、しかも、iテi子相E11間にお
ける凝集性が強固なものである。これは、硫酸第一 1
L 及び硫酸コバルトとアルカリ金属の炭酸塩とから得
られる炭酸鉄の加水分解反応により生成されるものであ
るから、コハルトフェラ・イI−核粒子が急速に析出4
−ト成される為、形状の十分な制御ができなかったもの
と考えられる。
上述した通り、粒子形状が等方向、殊に球型であり、粒
−L相If間における凝集)ゾ1の少ないスピネル型フ
ェライト粒子粉末を製造する方法の確立が強く要望され
ている。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明者は、ね丁形状が等/J的、殊にfJ型であり、
粒子相互間におIJる凝集性の少ないスピネル型フェラ
イト粒子粉末を製造する方法について種々検討を重ねた
結果、本発明に到達したのである。
即ち、本発明は、粒子形状が球型を呈しており、Hつ、
カサ密度が0.40〜1.15g/CII!であるスピ
ネル型M2+、 Fe++204粒子(但し、Q<x≦
1、M2+はMn、 Fe、 Zn、 Cu、 Ni、
 CO、Mg等2価金属の1種又は2種以上を示す)か
らなる球型を呈したスピネル型フェライト粒子粉末及び
Fe2“塩水ン容液及び該Fe2+塩水溶液中のre”
対し?I” (但し、M2+はMn、、Zn、 CuX
Ni、 CO、 Mg等2価金属の1種又は2種以上を
示す)を50モル%以下の割合で含むM2+塩水溶液と
該Fe2+及びM2+の1.8量に対し0.80〜0゜
99当量の水酸化アルカリを反応させて得られたFe2
゛及びM2+の水酸化物を含むFe2+塩及びM2+塩
の反応水溶液に、70°C〜100°Cの温度範囲で加
熱しながら酸素含有ガスを通気して−F記p e 2 
+及びy、Z−の水酸化物を酸化し、次いで、該加熱酸
化条件と同−条イ’4 )’で、p e 2 +及びM
2+の水酸化物を酸化後の反応11液中に残存するFe
”及びM2+の総量に月し1.00当量以−Lの水酸化
アルカリを添加することにより球型をvしたスピネル型
M2“XF(+”204粒子(但し、Q<x≦1)を生
成することよりなる球型を呈したスピネル型フェライト
粒子粉末の製造法である。
〔作 用〕
先ず、本発明において最も重要な点は、2価の金属塩の
第一鉄に対する混合割合を特定の範囲のものとし、Hl
つ、アルカリの種類として水酸化アルカリを用い、その
添加Mを特定の範囲とすることによって球型を?したス
ピネル型フェライト粒子を得ることができ、しかも、粒
子形状が球型であることに起因して粒子相互間は点接触
状態となる為、凝集性は弱く個々に独立した粒子が得ら
れる点である。
次に、本発明方法実施にあたっての諸条件について述べ
る。
本発明におけるp e 2 +塩水溶液としては、硫酸
第一鉄、塩化第−鉄等が用いられる。
本発明における2価金属M2゛塩水溶液としては、Mn
、 Zn、 Cu、旧、CO、 Mg等の硫酸塩、塩化
物、硝酸塩等が用いられる。
Fe”塩水溶液に対するM2゛塩水溶液の割合は、Fe
2+に対し、M”+換算で50モル%以下である。
50モル%以下である場合には、所望の組成で球型を呈
したスピネル型フェライト粒子を生成することができる
が、50モル%以上である場合にはスピネル型フェライ
ト粒子以外にM2+の酸化物が混入する。
本発明における水酸化アルカリは、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化マ
グネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の
酸化物及び水酸化物を使用することができる。
本発明におけるFe”及びM2+の水酸化物を沈澱させ
る為に使用する水酸化アルカリの量は、Fe”塩及びM
2゛塩水溶液中のp e 2 +及びM2+の総量に対
し0.80〜0.99当量である。
0.80当量以下または0.99当量以上である場合に
は、球型を呈したスピネル型フェライト粒子を生成する
ことが困難である。
本発明におけるFe”及びM2+の水酸化物を含むFe
”塩及び門2゛塩の反応水溶液に酸素含有ガスを通気す
る際の反応温度は70℃〜100℃である。
70℃以下である場合には、針状晶ゲータイト粒子が混
在し、100°C以上でも球型を呈したスピネル型フェ
ライト粒子は生成するが工業的ではない。
酸化手段は酸素含有ガス(例えば空気)を液中に通気す
ることにより行う。
本発明におtJるFe”及びM2+の水酸化物を酸化し
た後の反応母液中に残存するFel+及び台2゛に対し
て添加する水酸化アルカリの量は、1.00当量以上で
ある。
1.00当量以下ではFe2’及びM2+が全項沈澱し
ない。1.00当量以上のT業性を勘案した量が好まし
い量である。
本発明にお()る反応母液中に残存するFe”及び「゛
に対し水酸化アルカリを添加する際の反応温度及び酸化
手段は、前出Pe””及びMg1の水酸化物を含むp 
e 2 +塩及び?I2゛塩の反応水溶液に酸素含有ガ
スを通気する際の条件と同一でよい。
〔実施例] 次に、実施例並びに比較例により本発明を説明する。
尚、以下の実施例並びに比較例における平均粒子径はB
ET法により、カサ密度はJIS K 51(l]に記
載の方法により測定した。
粒子中のM2゛量は、「螢光X線分掛装! 3063M
型」 (理学電機T業製)を使用し、JIS K 01
19の「螢光X線分析)m則」に従って、螢光X線分析
を行うことにより測定した。
実施例I Fe” 1.68 mol/nの硫酸第一鉄水溶液+0
50mnにM2−とじてMn 2.10 mol/ff
の硫酸マンガン水ン容液250m 14及びZn O,
94mo1/i1!の硫酸亜鉛水溶?(Ii250m1
2をそれぞれ添加して得られた混合水溶液を、あらかし
め反応器中に準備された2、54−NのNa0)1水溶
?& 1790 m lに加え(Fe”、Mn2+及び
zn2+に対し0.90当量に該当する。)、さらに6
60 mβの水を加え全容4000mj!とし、p++
 6.7、温度88℃においてFe(Oll)z、Mn
 (OH) z及びZn(OH)zの混合コロイド水溶
液の生成を行い、上記の混合下I mlイトをl8分1
57!の空気を210分間1ffl気して酸化し、次い
で2.54.IlのN a OIl水)容ン夜214 
m7!を力■え (Fe”、Mn”及びZn”の総量に
欠、lL]、(18当量に該当する。)、p+(11,
2、r!A度11B ’Cにおいて毎分15/の空気を
30分間通気して、Mn−Zn ソエ、′−)イト#:
r了を生成した。
生成粒子は、常法1: 、1.ν)、水洗、が別、乾燥
、粉砕した。
得られた門n7nソズ、ラーイ11・″を了わ)末心J
、図1に示ず電了顕14に鏡ち真(x 2[1000)
及び図2に示ず電子顕微鏡写真(X 50000)から
明らかなjmす、杓子相互間の凝集等がなく、平均粒子
径が0.23.c+mのf、ト型を呈した#b7−であ
った。
また、この球型を?したHローZnソ丁、ライ1−粒子
わ〕末は、螢光X線分析の結果、Al1成がMnO: 
32.2mo1 %、ZnO:14.3 mo1%、P
(!zO1:53.5 mo1%でカヅ密度が0.55
 g/r:rn”のスビ’(JしI(11フェライト事
・シアであった。
実施例2 Fe” 1.68 mol/pの硫酸第一・鉄水溶液1
050 m eにM n 2 +とじてNi 2.04
 mol/ eの硫酸ニッケル水溶液500 mρを添
加して得られた混合水溶液を、あらかじめ反応器中にイ
V倫された3、46−NのNa0I!水溶液]710m
 l! 4こ加え(Fe”及びNi”に対し0.88当
頃に該当する。)、さらに400mnの水を加え全容4
000mffとし1.H6,5、温度90’Cにおいて
1ie(Oil)z及び旧(011)2の混合コロイド
水溶液の生成を行い、F記の混合二zロイドを毎分15
1の空気を240分間通気して酸化し、次いで3.46
−NのN a OIf水溶液256mptを加え (F
e”及びNi2+のi=tに対し1.10当星に該当ず
ろ。) 、pH11,8、温度90℃において毎分15
7!の空気を45分分間用気して、Niフェライト粒子
を生成した。
生成粒子は、常法により、水洗、が別、乾燥、粉砕した
得られたNiフェライト粒子粉末は、図3に示す電子顕
微鏡写真(X 5(11000)から明らかなJす、粒
子相「間の凝集等がなく、平均粒子径が0.25B1m
の球型を呈した、Niフエライトテあった。
また、この球型を早したNiフェライト粒子粉末は、螢
光X線分析の結果、&jl成がNiO:46.2 mo
191i、FezO3:53.5 mol %でカリ密
度が0.62 g/cm3のスピネル型フェラ□(l峙
rであった。
比較例I Fe” 1.68 mol/nの硫酸第一・鉄水溶液1
0105OにM2+としてMn 2.10 mol/p
の硫酸マンガン水イ容液250m n及びZn O,9
4mol/ eの硫酸亜鉛水溶液250m1をそれぞれ
添加して得られた混合水溶液を、あらかじめ反応器中に
準備された2、54−NのNa0Il水溶液2390m
1?に加え(Fe”、Mn2+及びZn”L、二対し1
.20当星に該当する。)、さらに60m Rの水を加
え全容4000m+8とし、pH+3.2、温度90℃
においてFe(OH)z、門n(Oll)z及びZn(
Off)zのl昆合′:10イト水ン容液の生成を行い
、上記の混合コロイ]を毎分151の空気を240分間
通気してMn−Znフェライト粒子を生成しまた。
生成粒子i:1′、常法ζ、二より、水洗、1戸別、乾
燥、粉砕した。
得られたMn−7nフ工ライト粒子粉末は、図4に示す
電子顕微鏡写真(X 20000)から明らかな通り、
立方状を呈した粒子であった。
この立方状を呈したMn−Znフェライト粒子粉末は平
均粒子径が0.20μmであり、螢光X線分析の結果、
組成がMnO: 32.5mo1 %、ZnO:13.
9 mo1%、FezO:+:53.6 mo1%で、
カサ密度が0.23 g/cm’のスピネル型フェライ
ト粒子であった。
比較例2 Fe” 1.68 mol/7!の硫酸第一鉄水溶液]
050mj!にM2−としてCo” 2.01 mol
/7!の硫酸コハル[水溶液500m lを添加して得
られた混合水溶液を、あらかじめ反応器中に準備された
2、36−NのNa2CO3水ン容液1275m7!に
力■え(Fe2+及びCo”に対し0.90当Mに該当
する。)、さらに835m1の水を加え全容4000m
ffとし、p+16.5、温度88℃においてFe(0
11)2及び(:o(Off)zの混合コロイド水溶液
の生成を行い、上記の混合コロイドを毎分15pの空気
を230分間通気シテ酸化し、次イテ2.54−N(D
NaOI+水溶?f12B5mpを加え(Fe2+及び
Co2+の総量に対し1.08当量に該当する。) 、
pH11,0、温度88℃において毎分15ffの空気
を30分間通気して、Coフェライト粒子を生成した。
生成粒子は、常法により、水洗、o1別、乾燥、粉砕し
た。
得られたCOフェライ1−校了粉末は、図5に示す電子
顕微鏡写真(X 20000)に示す通り、不定形で球
型とは言い難い#:1−(−であった。
この粒子の平均粒iモは0.1511mでありカサ密度
は0.25 g/cm’T’あった。
〔効果〕
本発明に係るスピネル型フェライト粒子わ〕末は、前出
実施例に示した通り、球型を呈した粒子であり、その粒
子Jl状に起因して粒子相/i−間における凝集性が少
なく、その結果、カサ密度が大きいものであるから、現
在、最も要求されている電気機器用成形磁性体の材料粉
末として好適である。
電気機器用成形磁性体の製造に際して、本発明により得
られた球型を呈したスピネル型フェライト粒子粉末を用
いた場合には最密充填が可能であるので、成形磁性体の
性能向」二が可能となり、また、焼成による収縮率が小
さくなることにより高精度で寸法制御ができる。
また、本発明により得られた球型を呈したスピネル型フ
ェライト粒子粉末は、コピー用磁性現像材及び電波吸収
材等の材料粉末としてもその利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
図1乃至図5は、いずれもスピネル型フェライト粒子粉
末の粒子形態(構造)を示す電子顕微鏡写真であり、図
1及び図2は実施例1で得られた球型を呈したMn−Z
nフェライ1粒子粉末の異なった倍率を示す電子顕微鏡
写真(図1はX 20000、図2はX 50000)
、図3は実施例2で得られた球型を呈したNiフェライ
ト粒子粉末の電子顕微鏡写真(x 50000)、図4
は比較例1で得られた立方状Mn−Znフェライト粒子
粉末の電子顕微鏡写真(x 20000)及び図5は比
較例2で得られた不定形Coフェライト粒子粉末の電子
顕微鏡写真(x 20000)である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)粒子形状が球型を呈しており、且つ、カサ密度が
    0.40〜1.15g/cm^3であるスピネル型M^
    2^+_xFe^3^+_2O_4粒子(但し、0<x
    ≦1、M^2^+はMn、Fe、Zn、Cu、Ni、C
    o、Mg等2価金属の1種又は2種以上を示す)からな
    る球型を呈したスピネル型フェライト粒子粉末。
  2. (2)Fe^2^+塩水溶液及び該Fe^2^+塩水溶
    液中のFe^2^+に対しM^2^+(但し、M^2^
    +はMn、Zn、Cu、Ni、CO、Mg等2価金属の
    1種又は2種以上を示す)を50モル%以下の割合で含
    むM^2^+塩水溶液と該Fe^2^+及びM^2^+
    の総量に対し0.80〜0.99当量の水酸化アルカリ
    とを反応させて得られたFe^2^+及びM^2^+の
    水酸化物を含むFe^2^+塩及びM^2^+塩の反応
    水溶液に、70℃〜100℃の温度範囲で加熱しながら
    酸素含有ガスを通気して上記Fe^2^+及びM^2^
    +の水酸化物を酸化し、次いで、該加熱酸化条件と同一
    条件下で、Fe^2^+及びM^2^+の水酸化物を酸
    化後の反応母液中に残存するFe^2^+及びM^2^
    +の総量に対し1.00当量以上の水酸化アルカリを添
    加することにより球型を呈したスピネル型M^2^+_
    xFe^3^+_zO_4粒子(但し、0<x≦1)を
    生成することを特徴とする球型を呈したスピネル型フェ
    ライト粒子粉末の製造法。
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